Intrazellulärer Transport II (VL11) (Membrantransport) Flashcards
Die Membranstruktur
Fluid Mosaik Modell
Membranstruktur
- die Biomembran besteht aus einer Bilayer (Doppelschicht) aus Phospholipiden
- die Phospholipide haben ein hydrophiles Kopfteil und einen hydrophoben Schwanz
- Globuläre Proteine sind in die Membran inseriert
Welche Membranproteintypen gibt es?
Periphere Membranproteine
Typen von Membranproteinen
monotopische Membranproteine
- nur in einem Layer der Membran verankert (kein Durchdingen der Membran)
- nonpolarer Membrananker zB Fettsäure, Lipidanker, Prenylierung
- frei in einer Schicht bewegbar
Welche Membranproteintypen gibt es?
Integrale Membranproteine
integrale Membranproteine
- machen 30% des Proteoms aus (Anzahl)
- durchspannen die Bilayer
- dazu zählen Porine, Transmembranproteine und Rezeptorproteine
- haben vielfältige Funktionen als z.b. Transporter, Enzyme, Oberflächenrezeptoren, Anheftung ans Zytoskelett
ß-Barrel
- besteht aus β-Faltblättern, die eine Röhre bilden meist Funktion Transportprotein
- nur in Membranen vorhanden, die nicht mit dem Cytosol kommunizieren zB Mitochondrien, Chloroplasten
ɑ-Helikale Bündel
- konservierte Proteinfaltung aus mehreren α-Helices
- Im Inneren des Bündels können z. B. Kofaktoren gebunden werden
Primärer aktiver Transport und Funktionen der Na-K-Pumpe
Primär aktiver Transport
- ist ATP-abhängig
- kann Stoffe gegen den Konz-Gradient pumpen
- Erlaubt somit die asymmetrische Akkumulation von Substanzen über Membranen
Pumpen:
- Ionenpumpen: Na+, K+, Ca2+, Cl¯
- Austauscherpumpen: Na+-K+-Pumpe
Na-K-Pumpe- Funktionen:
- Regulation des Zellvolumens
- Wärmeproduktion
- Aufrechterhaltung des Membranpotential
- hält Konzentrationsgradient von Na und K über Membranen aufrecht
- ermöglicht Symport von z.b Glukose in die Zelle zsm mit Na+
Transporter:
– Symporter, Antiporter, sekundärer aktiver Transport
Sekundärer aktiver Transport
- nutzt das Konzentrationsgefälle von zB Na oder H zum Import von Stoffen in die Zelle (Na-Glu)
- die Aufrechterhaltung des Konzentrationsgefälles ist ATP-abhängig
- sind demnach nur sek. ATP-abhängig
- Antiporter: eins raus, anderes rein
- Symporter: beide rein
Insertion von Helikalen Bündeln in die Membran
Insertion von Helikalen Bündeln in die Membran
- Die Orientierung von Membrandomänen richtet sich nach der positive-inside-rule
- Das bedeutet, dass das Transmembranprotein sich so ausrichtet, dass Transloconladungen innere Ladungen ausgleichen
- auf der Zellinnenseite ist das Translocon positiv, außen negativ
- die Ladung der die Transmembrandomäne umgebenden Sequenzen (Membranpotential) und der Hydrophobozität des Membranankers bestimmen die Insertionsrichtung
Die unterschiedlichen Zytosen
Vesikulärer Transport
Endocytose: Aufnahme von Substanzen (meist Makromoleküle) über Vesikel; die Membran stülpt die Substanz ein und es bildet sich eine Tasche, die sich von der Membran abschnürt
Phagocytose: Feststoffe werden aufgenommen
Pinocytose: Flüssigkeiten werden aufgenommen
Rezeptor-vermittelte Endocytose: Aufnahme nur nach Kontakt mit spez. Molekülen mittels Rezeptor
Exocytose: Abgabe von Substanzen
–> alle Zellen machen Zytosen um Substanzen aus der Interstitialflüssigkeit aufzunehmen
Welche Faktoren werden für den Clathrin-abhängigen
Transport benötigt / wie funktionieren sie?
Rezeptorvermittelte Endozytose (Aufnahme von Makromolekülen in die Zelle
Clathrin-abhängiger Transport
1. Erkennung des Frachtguts
- Adaptorproteine interagieren mit den Rezeptor-proteinen auf der Membran, die das Frachtgut binden, um die Spezifität des zu transportierenden Frachtguts bestimmen
2. GTP-bindende Proteine (Rezeptor) halten den Clathrin-Käfig zusammen
- Die Adaptine binden nun Clathrinmoleküle, dabei stülpt sich ein Bereich der Zellmembran ein, da sich Clathrin in einer Käfigstruktur anlagert
- die Bildung des Clathrin-Käfigs ist spontan, nur Rezeptoren verbrauchen GTP
3. Abschnürung des Vesikels
- Diese Einstülpung wird vom Protein Dynamin abgeschnürrt
- bei größeren Cargos wirken versch. Proteine auf Aktinskelett, wodurch Vesikel nach innen gedrückt wird, wodurch auch der größere Cargo eingehüllt werden kann
Welche anderen Vesikeltransportprozesse gibt es
(COP1,2)? Was sind die Gemeinsamkeiten?
Andere Vesikeltransportprozesse:
COP1 und 2
- Clathrin-ähnlich
- 1 —> GOLGI zu ER
- 2 —> ER zu GOLGI
- formen ebenfalls eine Käfigstruktur
